JP2020514968A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
JP2020514968A5
JP2020514968A5 JP2019534358A JP2019534358A JP2020514968A5 JP 2020514968 A5 JP2020514968 A5 JP 2020514968A5 JP 2019534358 A JP2019534358 A JP 2019534358A JP 2019534358 A JP2019534358 A JP 2019534358A JP 2020514968 A5 JP2020514968 A5 JP 2020514968A5
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anorite
opening
tank
casolite
cassolite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019534358A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020514968A (en
JP7000435B2 (en
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/397,991 external-priority patent/US10483567B2/en
Application filed filed Critical
Publication of JP2020514968A publication Critical patent/JP2020514968A/en
Publication of JP2020514968A5 publication Critical patent/JP2020514968A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7000435B2 publication Critical patent/JP7000435B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明を説明し、定義する目的で、「ａｂｏｕｔ（約）」という用語が、本開示では、いずれの数量的な比較、値、測定、または他の表現にも起因する可能性がある本質的な不確実性の程度を表すために利用されていることに留意されたい。「ａｂｏｕｔ（約）」という用語は、本開示では、数量的な表現が、問題になっている発明の対象の基本機能における変化をもたらさずに、表示基準と異なり得る程度を表すためにも利用されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
電気化学セル、アノライトタンク、カソライトタンク、１つ以上のタンクセパレータ、複数の電解質経路、１つ以上のタービン、および１つ以上の発電回路を備えるハイブリッドフローレドックス電池システムであって、
前記電気化学セルが、アノードとカソードとの間に位置付けられ、かつ前記アノードおよび前記カソードと電気化学的に係合されたイオン交換膜を備え、
前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つが、前記アノードおよび前記カソードに電気的に結合され、
前記アノライトタンクが、上部アノライト開口と、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられた下部アノライト開口とを含み、
前記カソライトタンクが、上部カソライト開口と、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられた下部カソライト開口とを含み、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記アノライトタンクを前記アノードに流体的に結合するように、前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記カソライトタンクを前記カソードに流体的に結合するように、前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、
前記１つ以上のタービンが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンクおよび前記カソライトタンクのうちの１つまたは両方の中に位置付けられ、
前記１つ以上のタンクセパレータが、電解質流を前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通るように誘導して、水力発電式に電力を発生させるように、下向き方向に並進可能である、ハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態２
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンク内に位置付けられたアノライトタンクセパレータ、および前記カソライトタンク内に位置付けられたカソライトタンクセパレータを備え、
前記アノライトタンクセパレータが帯電アノライト活物質を放電アノライト活物質から分離するように、前記アノライトタンクセパレータが前記アノライトタンク内に位置付けられ、
前記カソライトタンクセパレータが帯電カソライト活物質を放電カソライト活物質から分離するように、前記カソライトタンクセパレータが前記カソライトタンク内に位置付けられている、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態３
前記１つ以上のタンクセパレータがそれぞれ、１トン／ｍ ３ 〜５トン／ｍ ３ の密度、および１トン〜４００トンの重量を備える、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態４
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合された１つ以上の弁をさらに備え、
前記１つ以上の弁のそれぞれが、開位置と閉位置との間で作動可能であり、
前記開位置では、前記１つ以上の弁の電解質通過を可能にし、
前記閉位置では、前記１つ以上の弁の電解質通過を防ぐ、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態５
前記１つ以上のタービンが、１つ以上のタービン発電機に電気的に結合され、
前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通る電解質流が、前記１つ以上のタービンを回転させ、前記１つ以上のタービン発電機により受け取り可能である電流を発生させ、水力発電式に電力を発生させる、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態６
前記複数の電解質経路が、
前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口および前記アノードに流体的に結合されている下部アノライト経路と、
前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記上部アノライト開口および前記アノードに流体的に結合されている上部アノライト経路と、
前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口および前記カソードに流体的に結合されている下部カソライト経路と、
前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記上部カソライト開口および前記カソードに流体的に結合されている上部カソライト経路と、を備える、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態７
前記下部アノライト開口が、第１の下部アノライト開口を含み、
前記アノライトタンクが、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられ、かつ前記下部アノライト経路に流体的に結合された第２の下部アノライト開口をさらに備え、
前記下部アノライト経路が、前記第１の下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在する一次支路を備え、
前記下部アノライト経路が、前記第２の下部アノライト開口と前記下部アノライト経路の前記一次支路との間に延在する二次支路を備え、
前記１つ以上のタービンが、前記下部アノライト経路の前記二次支路に流体的に結合されたアノライト側タービンを備える、実施形態６に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態８
前記第１の下部アノライト開口と、前記下部アノライト経路の前記一次支路と前記二次支路とのアノライト経路収束場所との間で、前記下部アノライト経路の前記一次支路に流体的に結合された第１のアノライト弁と、
前記第２の下部アノライト開口と前記アノライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第２のアノライト弁と、
前記アノライト経路収束場所と前記アノライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第３のアノライト弁と、をさらに備える、実施形態７に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態９
前記第１、第２、および第３のアノライト弁のそれぞれが、閉位置と開位置との間で作動可能であり、
前記第１のアノライト弁が前記開位置にあり、前記第２および第３のアノライト弁がそれぞれ前記閉位置にあるとき、前記アノライト側タービンを通る電解質流が妨げられ、
前記第１のアノライト弁が前記閉位置にあり、前記第２および第３のアノライト弁がそれぞれ前記開位置にあるとき、前記アノライト側タービンを通る電解質流は妨げられない、実施形態８に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１０
前記下部カソライト開口が、第１の下部カソライト開口を備え、
前記カソライトタンクが、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられ、かつ前記下部カソライト経路に流体的に結合された第２の下部カソライト開口をさらに備え、
前記下部カソライト経路が、前記第１の下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在する一次支路を備え、
前記下部カソライト経路が、前記第２の下部カソライト開口と前記一次支路との間に延在する二次支路を備え、
前記１つ以上のタービンが、前記下部カソライト経路の前記二次支路に流体的に結合されたカソライト側タービンを備える、実施形態６に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１１
前記第１の下部カソライト開口と、前記下部カソライト経路の前記一次支路と前記二次支路とのカソライト経路収束場所との間で、前記下部カソライト経路の前記一次支路に流体的に結合された第１のカソライト弁と、
前記第２の下部カソライト開口と前記カソライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第２のカソライト弁と、
前記カソライト経路収束場所と前記カソライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第３のカソライト弁と、をさらに備える、実施形態１０に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１２
前記第１、第２、および第３のカソライト弁のそれぞれが、閉位置と開位置との間で作動可能であり、
前記第１のカソライト弁が前記開位置にあり、前記第２および第３のカソライト弁がそれぞれ前記閉位置にあるとき、前記カソライト側タービンを通る電解質流が妨げられ、
前記第１のカソライト弁が前記閉位置にあり、前記第２および第３のカソライト弁がそれぞれ前記開位置にあるとき、前記カソライト側タービンを通る電解質流は妨げられない、実施形態１１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１３
アノライト溶液をさらに備え、前記アノライト溶液の１つ以上の活物質には、バナジウム、クロム、亜鉛、硫黄、ネプツニウム、ウラン、またはそれらの組み合わせが含まれる、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１４
前記アノードが、
前記アノライト溶液の帯電アノライト活物質を酸化させ、それにより、前記帯電アノライト活物質が、前記イオン交換膜から前記帯電アノライト活物質および陽子の両方を受け取った時点で前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つにより受け取り可能な電子を出すようにすることと、
前記アノライト溶液の放電アノライト活物質を還元させ、それにより、前記放電アノライト活物質が、前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つから前記放電アノライト活物質および電子の両方を受け取った時点で前記イオン交換膜によって受け取り可能な陽子を出すようにすること、を行うように電気化学的に構成されている、実施形態１３に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１５
カソライト溶液をさらに備え、前記カソライト溶液の１つ以上の活物質には、バナジウム、臭素、セリウム、塩素、フェリシアン化物、フェロシアン化物、マンガン、酸化ネプツニウム、酸化ウラン、またはそれらの組み合わせが含まれる、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１６
前記カソードが、
帯電カソライト活物質を還元させ、それにより、前記帯電カソライト活物質が、前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つから前記帯電カソライト活物質および電子の両方を受け取った時点で前記イオン交換膜により受け取り可能な陽子を出すようにすることと、
放電カソライト活物質を酸化させ、それにより、前記放電カソライト活物質が、前記イオン交換膜から前記放電カソライト活物質および陽子の両方を受け取った時点で前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つによって受け取り可能な電子を出すようにすることと、を行うように電気化学的に構成されている、実施形態１５に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１７
前記イオン交換膜が、前記アノードと前記カソードとの間に陽子経路をもたらすように構造的に構成された固体陽子伝導材料を備える、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１８
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合された１つ以上のポンプをさらに備え、
前記１つ以上のポンプが、前記上部アノライト開口および前記上部カソライト開口のうちの１つまたは１つより多いすなわち両方からの電解質流を誘導し、上向き方向に前記１つ以上のタンクセパレータを並進させるように構造的に構成され、
前記１つ以上のタンクセパレータが上昇位置から下降位置に前記下向き方向に並進するときに前記１つ以上のタービンを通る電解質流によって水力発電式に発生する電力が、前記１つ以上のタンクセパレータを前記上向き方向に前記下降位置から前記上昇位置に並進させるために前記１つ以上のポンプによって消費される電力以上である、実施形態１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態１９
電気化学セル、アノライトタンク、カソライトタンク、１つ以上のタンクセパレータ、複数の電解質経路、１つ以上のタービン、１つ以上のポンプ、および１つ以上の発電回路を備えるハイブリッドフローレドックス電池システムであって、
前記電気化学セルが、アノードとカソードとの間に位置付けられ、かつ前記アノードおよび前記カソードと電気化学的に係合されたイオン交換膜を備え、
前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つが、前記アノードおよび前記カソードに電気的に結合され、
前記アノライトタンクが、上部アノライト開口と、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられた下部アノライト開口とを含み、
前記カソライトタンクが、上部カソライト開口と、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられた下部カソライト開口とを含み、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記アノライトタンクを前記アノードに流体的に結合するように、前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記カソライトタンクを前記カソードに流体的に結合するように、前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、
前記１つ以上のポンプが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタービンが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンクおよび前記カソライトタンクのうちの１つまたは両方の中に位置付けられ、
前記１つ以上のタンクセパレータが、電解質流を前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通るように誘導し、前記１つ以上のタービンを回転させて、水力発電式に電力を発生させるように、下向き方向に並進可能であり、
前記１つ以上のタンクセパレータが上昇位置から下降位置に前記下向き方向に並進するときに前記１つ以上のタービンを通る電解質流によって水力発電式に発生する電力が、前記１つ以上のタンクセパレータを上向き方向に前記下降位置から前記上昇位置に並進させるために前記１つ以上のポンプによって消費される電力の５０％以上である、ハイブリッドフローレドックス電池システム。
実施形態２０
電気化学セル、アノライトタンク、カソライトタンク、１つ以上のタンクセパレータ、複数の電解質経路、１つ以上のタービン、１つ以上の弁、および１つ以上の発電回路を備えるハイブリッドフローレドックス電池システムであって、
前記電気化学セルが、アノードとカソードとの間に位置付けられ、かつ前記アノードおよび前記カソードと電気化学的に係合されたイオン交換膜を備え、
前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つが、前記アノードおよび前記カソードに電気的に結合され、
前記アノライトタンクが、上部アノライト開口と、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられた下部アノライト開口と、を含み、
前記カソライトタンクが、上部カソライト開口と、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられた下部カソライト開口と、を含み、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記アノライトタンクを前記アノードに流体的に結合するように、前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記カソライトタンクを前記カソードに流体的に結合するように、前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、
前記１つ以上の弁が、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタービンが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンクおよび前記カソライトタンクのうちの１つまたは両方の中に位置付けられ、
前記１つ以上のタンクセパレータが、電解質流を前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通るように誘導して、水力発電式に電力を発生させるように、下向き方向に並進可能であり、
電解質が、前記電気化学セルから前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの少なくとも１つに流れるとき、前記１つ以上の弁が、前記１つ以上のタービンのうちの少なくとも１つの電解質通過を防ぎ、
電解質が、前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの少なくとも１つから前記電気化学セルに流れるとき、前記１つ以上の弁が、前記１つ以上のタービンのうちの少なくとも１つの電解質通過を可能にする、ハイブリッドフローレドックス電池システム。

In essence, for the purposes of describing and defining the present invention, the term "about" may be attributed to any quantitative comparison, value, measurement, or other representation in the present disclosure. Note that it is used to represent the degree of uncertainty. The term "about" is also used herein to describe the extent to which a quantitative expression can differ from the display criteria without causing a change in the basic function of the subject of the invention in question. Has been done.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in terms of terms.
Embodiment 1
A hybrid flow redox battery system with an electrochemical cell, anorite tank, casolite tank, one or more tank separators, multiple electrolyte paths, one or more turbines, and one or more power generation circuits.
The electrochemical cell comprises an ion exchange membrane located between the anode and the cathode and electrochemically engaged with the anode and the cathode.
At least one of the one or more power generation circuits is electrically coupled to the anode and the cathode.
The anorite tank comprises an upper anorite opening and a lower anorite opening located below the upper anorite opening.
The cassolite tank comprises an upper cassolite opening and a lower cassolite opening located below the upper cassolite opening.
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper anorite opening and the anode so as to fluidly couple the anorite tank to the anode, and with the lower anorite opening. Extending between the anode and
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper catholite opening and the cathode so as to fluidly couple the catholite tank to the cathode, and with the lower catholite opening. Extending between the cathode and
The one or more turbines are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more tank separators are positioned within one or both of the anorite tank and the catolite tank.
The one or more tank separators direct an electrolyte stream through one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening through the one or more turbines to generate hydroelectric power. A hybrid flow redox battery system that can be translated downwards to allow.
Embodiment 2
The one or more tank separators include an anorite tank separator located in the anorite tank and a casolite tank separator located in the casolite tank.
The anorite tank separator is positioned within the anorite tank so that the anorite tank separator separates the charged anorite active material from the discharged anorite active material.
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, wherein the catolite tank separator is positioned in the catolite tank so that the catolite tank separator separates the charged catolite active material from the discharged catolite active material.
Embodiment 3
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, wherein each of the one or more tank separators has a density of 1 ton / m 3 to 5 ton / m 3 and a weight of 1 ton to 400 ton.
Embodiment 4
Further comprising one or more valves fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
Each of the one or more valves can operate between the open and closed positions.
In the open position, the electrolyte passage of the one or more valves is allowed.
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, which prevents the passage of electrolytes through the one or more valves in the closed position.
Embodiment 5
The one or more turbines are electrically coupled to the one or more turbine generators.
An electrolyte current through the one or more turbines from one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening can rotate the one or more turbines and be received by the one or more turbine generators. The hybrid flow redox battery system according to the first embodiment, which generates electric current in a hydroelectric power generation system.
Embodiment 6
The plurality of electrolyte pathways
A lower anorite pathway that extends between the lower anorite opening and the anode and is fluidly coupled to the lower anorite opening and the anode.
An upper anolite pathway that extends between the upper anorite opening and the anode and is fluidly coupled to the upper anorite opening and the anode.
A lower casolite pathway that extends between the lower casolite opening and the cathode and is fluidly coupled to the lower casolite opening and the cathode.
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, comprising an upper casolite opening extending between the upper casolite opening and the cathode and a fluidly coupled upper casolite path to the upper casolite opening and the cathode. ..
Embodiment 7
The lower anorite opening includes a first lower anorite opening.
The anorite tank further comprises a second lower anorite opening located below the upper anorite opening and fluidly coupled to the lower anorite path.
The lower anorite path comprises a primary branch extending between the first lower anorite opening and the anode.
The lower anorite path comprises a secondary branch extending between the second lower anorite opening and the primary branch of the lower anorite path.
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 6, wherein the one or more turbines include an anorite-side turbine fluidly coupled to the secondary branch of the lower anorite path.
8th Embodiment
It is fluidly coupled to the primary branch of the lower anorite path between the first lower anorite opening and the anorite path convergence location of the primary branch and the secondary branch of the lower anorite path. The first anorite valve and
A second anorite valve fluidly coupled to the secondary branch between the second lower anorite opening and the anorite side turbine.
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 7, further comprising a third anorite valve fluidly coupled to the secondary branch between the anorite path convergence location and the anorite side turbine.
Embodiment 9
Each of the first, second, and third anorite valves can operate between the closed and open positions.
When the first anorite valve is in the open position and the second and third anorite valves are in the closed position, respectively, the electrolyte flow through the anorite side turbine is impeded.
8. The eighth embodiment, wherein when the first anorite valve is in the closed position and the second and third anorite valves are in the open position, respectively, the electrolyte flow through the anorite side turbine is unobstructed. Hybrid flow redox battery system.
Embodiment 10
The lower casolite opening comprises a first lower casolite opening.
The cassolite tank further comprises a second lower cassolite opening located below the upper cassolite opening and fluidly coupled to the lower cassolite path.
The lower casolite path comprises a primary branch extending between the first lower casolite opening and the cathode.
The lower casolite path comprises a secondary branch extending between the second lower catolite opening and the primary branch.
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 6, wherein the one or more turbines include a catolite-side turbine fluidly coupled to the secondary branch of the lower casolite path.
Embodiment 11
It is fluidly coupled to the primary branch of the lower cassolite path between the first lower cassolite opening and the location of the cassolite path convergence between the primary branch and the secondary branch of the lower cassolite path. The first Casolite valve and
A second casolite valve fluidly coupled to the secondary branch between the second lower casolite opening and the casolite side turbine.
The hybrid flow redox battery system according to the tenth embodiment, further comprising a third casolite valve fluidly coupled to the secondary branch between the casolite path convergence location and the catolite side turbine.
Embodiment 12
Each of the first, second, and third catolite valves can operate between the closed and open positions,
When the first cassolite valve is in the open position and the second and third cassolite valves are in the closed position, respectively, the electrolyte flow through the cassolite side turbine is obstructed.
11. The 11th embodiment, wherein when the first casolite valve is in the closed position and the second and third casolite valves are in the open position, respectively, the electrolyte flow through the catolite side turbine is not obstructed. Hybrid flow redox battery system.
Embodiment 13
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, further comprising an anorite solution, wherein one or more active materials of the anorite solution include vanadium, chromium, zinc, sulfur, neptunium, uranium, or a combination thereof. ..
Embodiment 14
The anode is
Of the one or more power generation circuits, when the charged anorite active material of the anorite solution is oxidized, whereby the charged anorite active material receives both the charged anorite active material and the protons from the ion exchange membrane. To emit electrons that can be received by at least one of
When the discharged anorite active material of the anorite solution is reduced, whereby the discharged anorite active material receives both the discharged anorite active material and electrons from at least one of the one or more power generation circuits. The hybrid flow redox battery system according to embodiment 13, wherein the hybrid flow redox battery system is electrochemically configured to produce a proton that can be received by the ion exchange membrane.
Embodiment 15
It further comprises a catolite solution, and one or more active substances of the catolite solution include vanadium, bromine, cerium, chlorine, ferricocyanide, ferrocyanide, manganese, neptunium oxide, uranium oxide, or a combination thereof. , The hybrid ferrocyanide battery system according to the first embodiment.
Embodiment 16
The cathode is
The charged catolite active material is reduced, whereby the ion exchange membrane is formed when the charged catolite active material receives both the charged catolite active material and electrons from at least one of the one or more power generation circuits. To produce protons that can be received by
Oxidizes the discharged casolite active material, thereby at least one of the one or more power generation circuits when the discharged catolite active material receives both the discharged catolite active material and the protons from the ion exchange membrane. The hybrid flow redox battery system according to embodiment 15, which is electrochemically configured to emit electrons that can be received by the device.
Embodiment 17
The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, wherein the ion exchange membrane comprises a solid proton conductive material structurally configured to provide a proton pathway between the anode and the cathode.
Embodiment 18
Further comprising one or more pumps fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more pumps guide the electrolyte flow from one or more of the upper anorite opening and the upper casolite opening, i.e. both, and translate the one or more tank separators upward. Structurally configured as
When the one or more tank separators translate from the ascending position to the descending position in the downward direction, the electric power generated in a hydroelectric manner by the electrolyte flow through the one or more turbines causes the one or more tank separators. The hybrid flow redox battery system according to embodiment 1, wherein the power is equal to or greater than the power consumed by the one or more pumps to translate from the descending position to the ascending position in the upward direction.
Embodiment 19
Hybrid flow redox battery system with electrochemical cell, anolite tank, casolite tank, one or more tank separators, multiple electrolyte paths, one or more turbines, one or more pumps, and one or more power generation circuits. And
The electrochemical cell comprises an ion exchange membrane located between the anode and the cathode and electrochemically engaged with the anode and the cathode.
At least one of the one or more power generation circuits is electrically coupled to the anode and the cathode.
The anorite tank comprises an upper anorite opening and a lower anorite opening located below the upper anorite opening.
The cassolite tank comprises an upper cassolite opening and a lower cassolite opening located below the upper cassolite opening.
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper anorite opening and the anode so as to fluidly couple the anorite tank to the anode, and with the lower anorite opening. Extending between the anode and
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper catholite opening and the cathode so as to fluidly couple the catholite tank to the cathode, and with the lower catholite opening. Extending between the cathode and
The one or more pumps are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more turbines are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more tank separators are positioned within one or both of the anorite tank and the catolite tank.
The one or more tank separators guide an electrolyte stream through one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening through the one or more turbines to rotate the one or more turbines. It can be translated downwards so that it can generate electricity in a hydroelectric manner.
When the one or more tank separators translate from the ascending position to the descending position in the downward direction, the electric power generated in a hydroelectric power generation manner by the electrolyte flow passing through the one or more turbines causes the one or more tank separators. A hybrid flow redox battery system that is 50% or more of the power consumed by the one or more pumps to translate upward from the descending position to the ascending position.
20th embodiment
Hybrid flow redox battery system with electrochemical cells, anorite tanks, casolite tanks, one or more tank separators, multiple electrolyte paths, one or more turbines, one or more valves, and one or more power generation circuits. And
The electrochemical cell comprises an ion exchange membrane located between the anode and the cathode and electrochemically engaged with the anode and the cathode.
At least one of the one or more power generation circuits is electrically coupled to the anode and the cathode.
The anorite tank comprises an upper anorite opening and a lower anorite opening located below the upper anorite opening.
The cassolite tank comprises an upper cassolite opening and a lower cassolite opening located below the upper cassolite opening.
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper anorite opening and the anode so as to fluidly couple the anorite tank to the anode, and with the lower anorite opening. Extending between the anode and
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper catholite opening and the cathode so as to fluidly couple the catholite tank to the cathode, and with the lower catholite opening. Extending between the cathode and
The one or more valves are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more turbines are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more tank separators are positioned within one or both of the anorite tank and the catolite tank.
The one or more tank separators direct an electrolyte stream through one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening through the one or more turbines to generate hydroelectric power. Can be translated downwards so that
When the electrolyte flows from the electrochemical cell to at least one of the lower anorite opening and the lower casolite opening, the one or more valves pass through the electrolyte of at least one of the one or more turbines. Prevent,
When the electrolyte flows from at least one of the lower anorite opening and the lower casolite opening into the electrochemical cell, the one or more valves pass through the electrolyte of at least one of the one or more turbines. A hybrid flow redox battery system that enables.

Claims (15)

電気化学セル、アノライトタンク、カソライトタンク、１つ以上のタンクセパレータ、複数の電解質経路、１つ以上のタービン、および１つ以上の発電回路を備えるハイブリッドフローレドックス電池システムであって、
前記電気化学セルが、アノードとカソードとの間に位置付けられ、かつ前記アノードおよび前記カソードと電気化学的に係合されたイオン交換膜を備え、
前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つが、前記アノードおよび前記カソードに電気的に結合され、
前記アノライトタンクが、上部アノライト開口と、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられた下部アノライト開口とを含み、
前記カソライトタンクが、上部カソライト開口と、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられた下部カソライト開口とを含み、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記アノライトタンクを前記アノードに流体的に結合するように、前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記カソライトタンクを前記カソードに流体的に結合するように、前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、
前記１つ以上のタービンが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンクおよび前記カソライトタンクのうちの１つまたは両方の中に位置付けられ、
前記１つ以上のタンクセパレータが、電解質流を前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通るように誘導して、水力発電式に電力を発生させるように、下向き方向に並進可能である、ハイブリッドフローレドックス電池システム。 A hybrid flow redox battery system with an electrochemical cell, anorite tank, casolite tank, one or more tank separators, multiple electrolyte paths, one or more turbines, and one or more power generation circuits.
The electrochemical cell comprises an ion exchange membrane located between the anode and the cathode and electrochemically engaged with the anode and the cathode.
At least one of the one or more power generation circuits is electrically coupled to the anode and the cathode.
The anorite tank comprises an upper anorite opening and a lower anorite opening located below the upper anorite opening.
The cassolite tank comprises an upper cassolite opening and a lower cassolite opening located below the upper cassolite opening.
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper anorite opening and the anode so as to fluidly couple the anorite tank to the anode, and with the lower anorite opening. Extending between the anode and
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper catholite opening and the cathode so as to fluidly couple the catholite tank to the cathode, and with the lower catholite opening. Extending between the cathode and
The one or more turbines are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more tank separators are positioned within one or both of the anorite tank and the catolite tank.
The one or more tank separators direct an electrolyte stream through one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening through the one or more turbines to generate hydroelectric power. A hybrid flow redox battery system that can be translated downwards to allow. 前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンク内に位置付けられたアノライトタンクセパレータ、および前記カソライトタンク内に位置付けられたカソライトタンクセパレータを備え、
前記アノライトタンクセパレータが帯電アノライト活物質を放電アノライト活物質から分離するように、前記アノライトタンクセパレータが前記アノライトタンク内に位置付けられ、
前記カソライトタンクセパレータが帯電カソライト活物質を放電カソライト活物質から分離するように、前記カソライトタンクセパレータが前記カソライトタンク内に位置付けられている、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 The one or more tank separators include an anorite tank separator located in the anorite tank and a casolite tank separator located in the casolite tank.
The anorite tank separator is positioned within the anorite tank so that the anorite tank separator separates the charged anorite active material from the discharged anorite active material.
The hybrid flow redox battery system according to claim 1, wherein the cassolite tank separator is positioned in the cassolite tank so that the cassolite tank separator separates the charged cassolite active material from the discharged cassolite active material. 前記１つ以上のタンクセパレータがそれぞれ、１トン／ｍ３〜５トン／ｍ３の密度、および１トン〜４００トンの重量を備える、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 The hybrid flow redox battery system according to claim 1, wherein each of the one or more tank separators has a density of 1 ton / m 3 to 5 ton / m 3 and a weight of 1 ton to 400 ton. 前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合された１つ以上の弁をさらに備え、
前記１つ以上の弁のそれぞれが、開位置と閉位置との間で作動可能であり、
前記開位置では、前記１つ以上の弁の電解質通過を可能にし、
前記閉位置では、前記１つ以上の弁の電解質通過を防ぐ、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 Further comprising one or more valves fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
Each of the one or more valves can operate between the open and closed positions.
In the open position, the electrolyte passage of the one or more valves is allowed.
The hybrid flow redox battery system according to claim 1, wherein in the closed position, the electrolyte passage of the one or more valves is prevented. 前記１つ以上のタービンが、１つ以上のタービン発電機に電気的に結合され、
前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通る電解質流が、前記１つ以上のタービンを回転させ、前記１つ以上のタービン発電機により受け取り可能である電流を発生させ、水力発電式に電力を発生させる、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 The one or more turbines are electrically coupled to the one or more turbine generators.
An electrolyte current through the one or more turbines from one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening can rotate the one or more turbines and be received by the one or more turbine generators. The hybrid flow redox battery system according to claim 1, wherein a current is generated to generate electric power in a hydroelectric power generation manner. 前記複数の電解質経路が、
前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口および前記アノードに流体的に結合されている下部アノライト経路と、
前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記上部アノライト開口および前記アノードに流体的に結合されている上部アノライト経路と、
前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口および前記カソードに流体的に結合されている下部カソライト経路と、
前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記上部カソライト開口および前記カソードに流体的に結合されている上部カソライト経路と、を備える、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 The plurality of electrolyte pathways
A lower anorite pathway that extends between the lower anorite opening and the anode and is fluidly coupled to the lower anorite opening and the anode.
An upper anolite pathway that extends between the upper anorite opening and the anode and is fluidly coupled to the upper anorite opening and the anode.
A lower casolite pathway that extends between the lower casolite opening and the cathode and is fluidly coupled to the lower casolite opening and the cathode.
The hybrid flow redox battery system according to claim 1, further comprising an upper casolite opening extending between the upper casolite opening and the cathode, and an upper casolite path fluidly coupled to the upper casolite opening and the cathode. .. 前記下部アノライト開口が、第１の下部アノライト開口を含み、
前記アノライトタンクが、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられ、かつ前記下部アノライト経路に流体的に結合された第２の下部アノライト開口をさらに備え、
前記下部アノライト経路が、前記第１の下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在する一次支路を備え、
前記下部アノライト経路が、前記第２の下部アノライト開口と前記下部アノライト経路の前記一次支路との間に延在する二次支路を備え、
前記１つ以上のタービンが、前記下部アノライト経路の前記二次支路に流体的に結合されたアノライト側タービンを備える、請求項６に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 The lower anorite opening includes a first lower anorite opening.
The anorite tank further comprises a second lower anorite opening located below the upper anorite opening and fluidly coupled to the lower anorite path.
The lower anorite path comprises a primary branch extending between the first lower anorite opening and the anode.
The lower anorite path comprises a secondary branch extending between the second lower anorite opening and the primary branch of the lower anorite path.
The hybrid flow redox battery system according to claim 6, wherein the one or more turbines include an anorite side turbine fluidly coupled to the secondary branch of the lower anorite path. 前記第１の下部アノライト開口と、前記下部アノライト経路の前記一次支路と前記二次支路とのアノライト経路収束場所との間で、前記下部アノライト経路の前記一次支路に流体的に結合された第１のアノライト弁と、
前記第２の下部アノライト開口と前記アノライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第２のアノライト弁と、
前記アノライト経路収束場所と前記アノライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第３のアノライト弁と、
をさらに備え、
前記第１、第２、および第３のアノライト弁のそれぞれが、閉位置と開位置との間で作動可能であり、
前記第１のアノライト弁が前記開位置にあり、前記第２および第３のアノライト弁がそれぞれ前記閉位置にあるとき、前記アノライト側タービンを通る電解質流が妨げられ、
前記第１のアノライト弁が前記閉位置にあり、前記第２および第３のアノライト弁がそれぞれ前記開位置にあるとき、前記アノライト側タービンを通る電解質流は妨げられない、請求項７に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 It is fluidly coupled to the primary branch of the lower anorite path between the first lower anorite opening and the anorite path convergence location of the primary branch and the secondary branch of the lower anorite path. The first anorite valve and
A second anorite valve fluidly coupled to the secondary branch between the second lower anorite opening and the anorite side turbine.
A third anorite valve fluidly coupled to the secondary branch between the anorite path convergence location and the anorite side turbine,
Further comprising a,
Each of the first, second, and third anorite valves can operate between the closed and open positions.
When the first anorite valve is in the open position and the second and third anorite valves are in the closed position, respectively, the electrolyte flow through the anorite side turbine is impeded.
The seventh aspect of claim 7 , wherein when the first anorite valve is in the closed position and the second and third anorite valves are in the open position, respectively, the electrolyte flow through the anorite side turbine is not obstructed . Hybrid flow redox battery system. 前記下部カソライト開口が、第１の下部カソライト開口を備え、
前記カソライトタンクが、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられ、かつ前記下部カソライト経路に流体的に結合された第２の下部カソライト開口をさらに備え、
前記下部カソライト経路が、前記第１の下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在する一次支路を備え、
前記下部カソライト経路が、前記第２の下部カソライト開口と前記一次支路との間に延在する二次支路を備え、
前記１つ以上のタービンが、前記下部カソライト経路の前記二次支路に流体的に結合されたカソライト側タービンを備える、請求項６に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 The lower casolite opening comprises a first lower casolite opening.
The cassolite tank further comprises a second lower cassolite opening located below the upper cassolite opening and fluidly coupled to the lower cassolite path.
The lower casolite path comprises a primary branch extending between the first lower casolite opening and the cathode.
The lower casolite path comprises a secondary branch extending between the second lower catolite opening and the primary branch.
The hybrid flow redox battery system according to claim 6, wherein the one or more turbines include a catolite-side turbine fluidly coupled to the secondary branch of the lower casolite path. 前記第１の下部カソライト開口と、前記下部カソライト経路の前記一次支路と前記二次支路とのカソライト経路収束場所との間で、前記下部カソライト経路の前記一次支路に流体的に結合された第１のカソライト弁と、
前記第２の下部カソライト開口と前記カソライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第２のカソライト弁と、
前記カソライト経路収束場所と前記カソライト側タービンとの間で、前記二次支路に流体的に結合された第３のカソライト弁と、
をさらに備え、
前記第１、第２、および第３のカソライト弁のそれぞれが、閉位置と開位置との間で作動可能であり、
前記第１のカソライト弁が前記開位置にあり、前記第２および第３のカソライト弁がそれぞれ前記閉位置にあるとき、前記カソライト側タービンを通る電解質流が妨げられ、
前記第１のカソライト弁が前記閉位置にあり、前記第２および第３のカソライト弁がそれぞれ前記開位置にあるとき、前記カソライト側タービンを通る電解質流は妨げられない、請求項９に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 It is fluidly coupled to the primary branch of the lower cassolite path between the first lower cassolite opening and the location of the cassolite path convergence between the primary branch and the secondary branch of the lower cassolite path. The first Casolite valve and
A second casolite valve fluidly coupled to the secondary branch between the second lower casolite opening and the casolite side turbine.
A third cassolite valve fluidly coupled to the secondary branch between the cassolite path convergence location and the cassolite turbine.
Further comprising a,
Each of the first, second, and third catolite valves can operate between the closed and open positions,
When the first cassolite valve is in the open position and the second and third cassolite valves are in the closed position, respectively, the electrolyte flow through the cassolite side turbine is obstructed.
The ninth aspect of claim 9 , wherein when the first casolite valve is in the closed position and the second and third casolite valves are in the open position, respectively, the electrolyte flow through the catolite side turbine is not obstructed . Hybrid flow redox battery system. アノライト溶液をさらに備え、前記アノライト溶液の１つ以上の活物質には、バナジウム、クロム、亜鉛、硫黄、ネプツニウム、ウラン、またはそれらの組み合わせが含まれ、
前記アノードが、
前記アノライト溶液の帯電アノライト活物質を酸化させ、それにより、前記帯電アノライト活物質が、前記イオン交換膜から前記帯電アノライト活物質および陽子の両方を受け取った時点で前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つにより受け取り可能な電子を出すようにすることと、
前記アノライト溶液の放電アノライト活物質を還元させ、それにより、前記放電アノライト活物質が、前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つから前記放電アノライト活物質および電子の両方を受け取った時点で前記イオン交換膜によって受け取り可能な陽子を出すようにすること、を行うように電気化学的に構成されている、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 An anolite solution is further provided, and one or more active materials of the anorite solution include vanadium, chromium, zinc, sulfur, neptunium, uranium, or a combination thereof .
The anode is
Of the one or more power generation circuits, when the charged anorite active material of the anorite solution is oxidized, whereby the charged anorite active material receives both the charged anorite active material and the protons from the ion exchange membrane. To emit electrons that can be received by at least one of
When the discharged anorite active material of the anorite solution is reduced, whereby the discharged anorite active material receives both the discharged anorite active material and electrons from at least one of the one or more power generation circuits. The hybrid flow redox battery system according to claim 1, which is electrochemically configured to produce a proton that can be received by the ion exchange membrane . カソライト溶液をさらに備え、前記カソライト溶液の１つ以上の活物質には、バナジウム、臭素、セリウム、塩素、フェリシアン化物、フェロシアン化物、マンガン、酸化ネプツニウム、酸化ウラン、またはそれらの組み合わせが含まれ、
前記カソードが、
帯電カソライト活物質を還元させ、それにより、前記帯電カソライト活物質が、前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つから前記帯電カソライト活物質および電子の両方を受け取った時点で前記イオン交換膜により受け取り可能な陽子を出すようにすることと、
放電カソライト活物質を酸化させ、それにより、前記放電カソライト活物質が、前記イオン交換膜から前記放電カソライト活物質および陽子の両方を受け取った時点で前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つによって受け取り可能な電子を出すようにすることと、を行うように電気化学的に構成されている、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 Further comprising a catolite solution, one or more active materials of the catolite solution include vanadium, bromine, cerium, chlorine, ferrocyanide, ferrocyanide, manganese, neptunium oxide, uranium oxide, or a combination thereof. ,
The cathode is
The charged catolite active material is reduced, whereby the ion exchange membrane is formed when the charged catolite active material receives both the charged catolite active material and electrons from at least one of the one or more power generation circuits. To produce protons that can be received by
Oxidizes the discharged casolite active material, thereby at least one of the one or more power generation circuits when the discharged catolite active material receives both the discharged catolite active material and the protons from the ion exchange membrane. The hybrid flow redox battery system according to claim 1, which is electrochemically configured to emit electrons that can be received by . 前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合された１つ以上のポンプをさらに備え、
前記１つ以上のポンプが、前記上部アノライト開口および前記上部カソライト開口のうちの１つまたは１つより多いすなわち両方からの電解質流を誘導し、上向き方向に前記１つ以上のタンクセパレータを並進させるように構造的に構成され、
前記１つ以上のタンクセパレータが上昇位置から下降位置に前記下向き方向に並進するときに前記１つ以上のタービンを通る電解質流によって水力発電式に発生する電力が、前記１つ以上のタンクセパレータを前記上向き方向に前記下降位置から前記上昇位置に並進させるために前記１つ以上のポンプによって消費される電力以上である、請求項１に記載のハイブリッドフローレドックス電池システム。 Further comprising one or more pumps fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more pumps guide the electrolyte flow from one or more of the upper anorite opening and the upper casolite opening, i.e. both, and translate the one or more tank separators upward. Structurally configured as
When the one or more tank separators translate from the ascending position to the descending position in the downward direction, the electric power generated in a hydroelectric power generation manner by the electrolyte flow passing through the one or more turbines causes the one or more tank separators. The hybrid flow redox battery system according to claim 1, wherein the power is equal to or greater than the power consumed by the one or more pumps to translate from the descending position to the ascending position in the upward direction. 電気化学セル、アノライトタンク、カソライトタンク、１つ以上のタンクセパレータ、複数の電解質経路、１つ以上のタービン、１つ以上のポンプ、および１つ以上の発電回路を備えるハイブリッドフローレドックス電池システムであって、
前記電気化学セルが、アノードとカソードとの間に位置付けられ、かつ前記アノードおよび前記カソードと電気化学的に係合されたイオン交換膜を備え、
前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つが、前記アノードおよび前記カソードに電気的に結合され、
前記アノライトタンクが、上部アノライト開口と、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられた下部アノライト開口とを含み、
前記カソライトタンクが、上部カソライト開口と、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられた下部カソライト開口とを含み、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記アノライトタンクを前記アノードに流体的に結合するように、前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記カソライトタンクを前記カソードに流体的に結合するように、前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、
前記１つ以上のポンプが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタービンが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンクおよび前記カソライトタンクのうちの１つまたは両方の中に位置付けられ、
前記１つ以上のタンクセパレータが、電解質流を前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通るように誘導し、前記１つ以上のタービンを回転させて、水力発電式に電力を発生させるように、下向き方向に並進可能であり、
前記１つ以上のタンクセパレータが上昇位置から下降位置に前記下向き方向に並進するときに前記１つ以上のタービンを通る電解質流によって水力発電式に発生する電力が、前記１つ以上のタンクセパレータを上向き方向に前記下降位置から前記上昇位置に並進させるために前記１つ以上のポンプによって消費される電力の５０％以上である、ハイブリッドフローレドックス電池システム。 Hybrid flow redox battery system with electrochemical cell, anolite tank, casolite tank, one or more tank separators, multiple electrolyte paths, one or more turbines, one or more pumps, and one or more power generation circuits. And
The electrochemical cell comprises an ion exchange membrane located between the anode and the cathode and electrochemically engaged with the anode and the cathode.
At least one of the one or more power generation circuits is electrically coupled to the anode and the cathode.
The anorite tank comprises an upper anorite opening and a lower anorite opening located below the upper anorite opening.
The cassolite tank comprises an upper cassolite opening and a lower cassolite opening located below the upper cassolite opening.
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper anorite opening and the anode so as to fluidly couple the anorite tank to the anode, and with the lower anorite opening. Extending between the anode and
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper catholite opening and the cathode so as to fluidly couple the catholite tank to the cathode, and with the lower catholite opening. Extending between the cathode and
The one or more pumps are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more turbines are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more tank separators are positioned within one or both of the anorite tank and the catolite tank.
The one or more tank separators guide an electrolyte stream through one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening through the one or more turbines to rotate the one or more turbines. It can be translated downwards so that it can generate electricity in a hydroelectric manner.
When the one or more tank separators translate from the ascending position to the descending position in the downward direction, the electric power generated in a hydroelectric power generation manner by the electrolyte flow passing through the one or more turbines causes the one or more tank separators. A hybrid flow redox battery system that is 50% or more of the power consumed by the one or more pumps to translate upward from the descending position to the ascending position. 電気化学セル、アノライトタンク、カソライトタンク、１つ以上のタンクセパレータ、複数の電解質経路、１つ以上のタービン、１つ以上の弁、および１つ以上の発電回路を備えるハイブリッドフローレドックス電池システムであって、
前記電気化学セルが、アノードとカソードとの間に位置付けられ、かつ前記アノードおよび前記カソードと電気化学的に係合されたイオン交換膜を備え、
前記１つ以上の発電回路のうちの少なくとも１つが、前記アノードおよび前記カソードに電気的に結合され、
前記アノライトタンクが、上部アノライト開口と、前記上部アノライト開口の下方に位置付けられた下部アノライト開口と、を含み、
前記カソライトタンクが、上部カソライト開口と、前記上部カソライト開口の下方に位置付けられた下部カソライト開口と、を含み、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記アノライトタンクを前記アノードに流体的に結合するように、前記上部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、かつ前記下部アノライト開口と前記アノードとの間に延在し、
前記複数の電解質経路のうちの１つ以上が、前記カソライトタンクを前記カソードに流体的に結合するように、前記上部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、かつ前記下部カソライト開口と前記カソードとの間に延在し、
前記１つ以上の弁が、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタービンが、前記複数の電解質経路のうちの１つ以上に流体的に結合され、
前記１つ以上のタンクセパレータが、前記アノライトタンクおよび前記カソライトタンクのうちの１つまたは両方の中に位置付けられ、
前記１つ以上のタンクセパレータが、電解質流を前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの１つまたは両方から前記１つ以上のタービンを通るように誘導して、水力発電式に電力を発生させるように、下向き方向に並進可能であり、
電解質が、前記電気化学セルから前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの少なくとも１つに流れるとき、前記１つ以上の弁が、前記１つ以上のタービンのうちの少なくとも１つの電解質通過を防ぎ、
電解質が、前記下部アノライト開口および前記下部カソライト開口のうちの少なくとも１つから前記電気化学セルに流れるとき、前記１つ以上の弁が、前記１つ以上のタービンのうちの少なくとも１つの電解質通過を可能にする、ハイブリッドフローレドックス電池システム。 Hybrid flow redox battery system with electrochemical cells, anorite tanks, casolite tanks, one or more tank separators, multiple electrolyte paths, one or more turbines, one or more valves, and one or more power generation circuits. And
The electrochemical cell comprises an ion exchange membrane located between the anode and the cathode and electrochemically engaged with the anode and the cathode.
At least one of the one or more power generation circuits is electrically coupled to the anode and the cathode.
The anorite tank comprises an upper anorite opening and a lower anorite opening located below the upper anorite opening.
The cassolite tank comprises an upper cassolite opening and a lower cassolite opening located below the upper cassolite opening.
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper anorite opening and the anode so as to fluidly couple the anorite tank to the anode, and with the lower anorite opening. Extending between the anode and
One or more of the plurality of electrolyte pathways extends between the upper catholite opening and the cathode so as to fluidly couple the catholite tank to the cathode, and with the lower catholite opening. Extending between the cathode and
The one or more valves are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more turbines are fluidly coupled to one or more of the plurality of electrolyte pathways.
The one or more tank separators are positioned within one or both of the anorite tank and the catolite tank.
The one or more tank separators direct an electrolyte stream through one or both of the lower anorite opening and the lower casolite opening through the one or more turbines to generate hydroelectric power. Can be translated downwards so that
When the electrolyte flows from the electrochemical cell to at least one of the lower anorite opening and the lower casolite opening, the one or more valves pass through the electrolyte of at least one of the one or more turbines. Prevent,
When the electrolyte flows from at least one of the lower anorite opening and the lower casolite opening into the electrochemical cell, the one or more valves pass through the electrolyte of at least one of the one or more turbines. A hybrid flow redox battery system that enables.
JP2019534358A 2017-01-04 2018-01-03 Mechanical energy storage in flow batteries to enhance energy storage Active JP7000435B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/397,991 US10483567B2 (en) 2017-01-04 2017-01-04 Mechanical energy storage in flow batteries to enhance energy storage
US15/397,991 2017-01-04
PCT/US2018/012165 WO2018129026A1 (en) 2017-01-04 2018-01-03 Mechanical energy storage in flow batteries to enhance energy storage

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020514968A JP2020514968A (en) 2020-05-21
JP2020514968A5 true JP2020514968A5 (en) 2021-02-12
JP7000435B2 JP7000435B2 (en) 2022-01-19

Family

ID=61569337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019534358A Active JP7000435B2 (en) 2017-01-04 2018-01-03 Mechanical energy storage in flow batteries to enhance energy storage

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10483567B2 (en)
EP (1) EP3566257B1 (en)
JP (1) JP7000435B2 (en)
KR (1) KR102577876B1 (en)
CN (1) CN110121809B (en)
SA (1) SA519402222B1 (en)
WO (1) WO2018129026A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10930949B2 (en) 2018-10-05 2021-02-23 Ess Tech, Inc. Power delivery system and method
WO2021108244A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 University Of Kansas Flow battery systems and methods of using the same
US20240097159A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-21 Ess Tech, Inc. Hydrogen pump for a flow battery
US20240194907A1 (en) * 2022-12-12 2024-06-13 Ess Tech, Inc. Hydrogen pump for a redox flow battery

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176880A (en) * 1982-04-12 1983-10-17 Agency Of Ind Science & Technol Operation control method of redox-flow type battery
DE29918670U1 (en) * 1999-10-22 2000-01-13 Ferger, Peter, Dipl.-Ing., 81247 München Gravity generator based photovoltaics
DE102004018748A1 (en) * 2004-04-17 2005-11-10 Bayer Materialscience Ag Electrochemical cell
JP2005340029A (en) 2004-05-27 2005-12-08 Kansai Electric Power Co Inc:The Redox flow battery system
US20090068508A1 (en) 2006-10-20 2009-03-12 Martin Jr James Bernard Apparatus and method of producing electrical current in a fuel cell system
US20130011702A1 (en) 2008-07-07 2013-01-10 Enervault Corporation Redox Flow Battery System with Divided Tank System
US7820321B2 (en) * 2008-07-07 2010-10-26 Enervault Corporation Redox flow battery system for distributed energy storage
WO2011114199A1 (en) 2010-03-15 2011-09-22 Thomas, James Medley A system for energy storage and generation
WO2012067338A2 (en) * 2010-11-15 2012-05-24 Wy Soon Myung Electrode for redox flow battery, fabrication method thereof, apparatus and method for fabricating electrolyte for redox flow battery, device and method for measuring selected ion concentration of electrolyte, and stand-alone battery system
CN102790233A (en) * 2011-05-20 2012-11-21 罗臬 Flow battery
WO2012162383A1 (en) 2011-05-23 2012-11-29 University Of Kentucky Research Foundation Flow battery
US9294026B2 (en) 2011-12-20 2016-03-22 United Technologies Corporation Method of operating a power generation system
US9685651B2 (en) 2012-09-05 2017-06-20 Ess Tech, Inc. Internally manifolded flow cell for an all-iron hybrid flow battery
WO2014039731A1 (en) * 2012-09-05 2014-03-13 Energy Storage Systems, Inc. Redox and plating electrode systems for an all-iron hybrid flow battery
KR101394255B1 (en) 2012-12-18 2014-05-13 한국에너지기술연구원 Redox flow battery and operration method of the same
JP2014184936A (en) 2013-03-25 2014-10-02 Sumitomo Electric Ind Ltd Power generating system and operation method of power generating system
JP6479806B2 (en) 2013-08-22 2019-03-06 グラビティー パワー エルエルシーＧｒａｖｉｔｙ Ｐｏｗｅｒ Ｌｌｃ System and method for storing energy
CN204966601U (en) * 2015-09-23 2016-01-13 特变电工沈阳变压器集团有限公司 Realize black device that starts of zinc bromine liquid stream system battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020514968A5 (en)
KR102245525B1 (en) Redox flow battery system and method for operating redox flow battery
KR101178327B1 (en) Redox flow battery
US9118064B2 (en) Redox flow battery
US9231268B2 (en) Flow battery system with standby mode
US10290889B2 (en) Redox flow battery
JP7000435B2 (en) Mechanical energy storage in flow batteries to enhance energy storage
WO2014045337A9 (en) Redox flow battery
US7479342B2 (en) Fuel cell
JP6378319B2 (en) Flow battery health maintenance method
JP2011233372A (en) Redox flow battery
EP2917951B1 (en) Electrochemical device and method for controlling corrosion
US10115983B2 (en) Flow battery with manifold passage that varies in cross-section
US20180138567A1 (en) Redox-air indirect fuel cell
JP5769010B2 (en) Redox flow battery
JP4863172B2 (en) Redox flow battery
JP5489008B2 (en) Redox flow battery
KR20130055855A (en) Redox flow battery system for storage of renewable energy
CN110326144A (en) Polymer dielectric film and preparation method thereof, electrochemical cell and flow battery, the composition for polymer dielectric film
US11901597B2 (en) Redox flow battery cell, cell stack and redox flow battery system
KR102083442B1 (en) Fuel cell system with flexible tank
Savinell Flow batteries
CN117727987A (en) Redox flow battery and electrolyte thereof
JP2020047563A (en) Flow battery
Antipov et al. Halogen Hybrid Flow Batteries Advances for Stationary Chemical Power Sources Technologies. Energies 2022, 15, 7397